機器人可靠性分析研究平臺需求說明

機器人可靠性分析研究平臺需求說明一、項目基本信息針對國產(chǎn)大負(fù)載六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人故障預(yù)測難題，開展技術(shù)攻關(guān)，服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，提升學(xué)?？蒲袑嵙Γ瑪U大學(xué)校為企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)的影響力，為國產(chǎn)替代戰(zhàn)略提供智力支撐；隨著國產(chǎn)機器人在新能源汽車行業(yè)的進口替代深入，國產(chǎn)機器人系統(tǒng)的產(chǎn)品壽命和可靠性是最大短板；通過對國產(chǎn)機器人系統(tǒng)性的分析，其可靠性的短板在內(nèi)部線纜、平衡缸、齒輪傳動、RV減速機、電機等需存在嚴(yán)重挑戰(zhàn)，而在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中若是發(fā)生故障停機對產(chǎn)線的影響巨大（產(chǎn)品報廢，產(chǎn)能浪費等）研究機器人故障診斷與壽命預(yù)測對實現(xiàn)機器人的預(yù)維保有顯著的社會價值和經(jīng)濟價值；二、貨物需求明細(xì)序號采購計劃編號貨物名稱數(shù)量單位備注1大負(fù)載六關(guān)節(jié)樣機2臺2大負(fù)載六關(guān)節(jié)測試監(jiān)測平臺2套3大負(fù)載樣機控制柜與用戶示教器系統(tǒng)2套4RV減速機耐久測試平臺1套5平衡缸耐久測試與力矩監(jiān)控平臺1套6測試儀器1套三、技術(shù)要求序號貨物技術(shù)參數(shù)1大負(fù)載六關(guān)節(jié)樣機1.1大負(fù)載六關(guān)節(jié)樣機，機器人本體樣機可用于基于新能源汽車整車及鋰電池pack端搬運場景的效率測試下，機器人系統(tǒng)各部件在機器人運行生命周期過程中部件的監(jiān)控；1.2機器人結(jié)構(gòu)形式需為垂直多關(guān)節(jié)串聯(lián)結(jié)構(gòu)；1.3機器人軸數(shù)不低于6軸；1.4機械臂最大運動半徑不低于2700mm；1.5機器人重復(fù)定位精度正負(fù)誤差不大于0.10mm；1.6機器人腕部負(fù)載最大值不低于220kg；1.7各關(guān)節(jié)最大運動速度：J1軸100~120°/s，J2軸90~105°/s，J3軸80~110°/s，J4軸100~140°/s，J5軸100~140°/s，J6軸160~220°/s；1.8腕部允許的最大慣量不低于：J4軸147kg*㎡，J5軸147kg*㎡J，6軸82kg*㎡；1.9設(shè)備滿足不小于IP54防護等級；1.10為提高機器人可靠性研究在機器人本體精度上的先進性；1.11為提高機器人可靠性研究機器人軌跡速度曲線的平滑性；1.12為保證機器人各關(guān)節(jié)運行的運動控制能力；2大負(fù)載六關(guān)節(jié)測試監(jiān)測平臺2.1系統(tǒng)平臺具備16位數(shù)字I/O帶MOS隔離；2.2系統(tǒng)平臺需支持四顯示輸出DP+HDMI+VGA+DVI-D和任意三口的異步三顯；2.3網(wǎng)絡(luò)具備6*RJ45:LAN1i219V，LAN2用i226-LM支持Vpro等；2.4.支持串口RS232/485，且串口數(shù)量不低于6個；2.5大負(fù)載機器人運動時可采集電流數(shù)據(jù)、振動數(shù)據(jù)、速度、定位精度等數(shù)據(jù)，并能通過平臺進行分析；2.6控制測試監(jiān)測平臺主板HIT-613;CPU不低于I7-6700;內(nèi)存不低于2*8G，硬盤:SATA-1T+256GSSD5千兆網(wǎng)卡；2.7系統(tǒng)支持變量監(jiān)控、IO監(jiān)控、AD監(jiān)控、全局變量監(jiān)控，所有變量及IO監(jiān)控支持中文備注；3大負(fù)載樣機控制柜與用戶示教器系統(tǒng)3.1樣機控制柜：大負(fù)載機器人專用控制柜，用于控制機器人的關(guān)節(jié)、軸線等運動部位；具備機器人軌跡規(guī)劃算法，確保機器人能夠?qū)嶋H模擬出機器人在新能源汽車及鋰電PACK離散組裝場景的軌跡動作；3.2具備高防護等級≥IP54,并支持拓展外部傳感器接口，能夠處理機器人外圍環(huán)境信號，輔助機器人進行適應(yīng)性動作和決策；3.3需具備外部電源線進線口、散熱孔、進風(fēng)濾網(wǎng)、防塵濾網(wǎng)、動力重載連接器、穿墻板、信號重載連接器、示教器航插口；3.4機器人運動方式：PTP,CP；3.5最大控制軸數(shù)：6（機器人軸）+3（外部軸）；3.6程序存儲空間：單個程序最大行數(shù)2000；3.7單個程序文件最大存儲空間不低于500kb；3.8最大點位數(shù)量不高于9999個點；3.9樣機控制柜尺寸不低于700*460*1100mm；3.10輸出最大功率：不低于19kw；3.11用戶示教器系統(tǒng)：具備大負(fù)載機器人在運行下的編程調(diào)試、自定義運動軌跡規(guī)劃、數(shù)據(jù)存儲、機器人本體運行的監(jiān)控與告警、通信與連接、外部傳感器與內(nèi)部傳感器系統(tǒng)；3.12具備大負(fù)載機器人工作的測試數(shù)據(jù)的直觀監(jiān)控；3.13支持對關(guān)節(jié)自由插補，單關(guān)節(jié)點動，機器運行故障信息監(jiān)控；3.14支持車身焊接預(yù)測性維護工藝研究、涂裝工藝預(yù)測性研究，碼垛；3.15為保證機器人運行控制的嵌入式系統(tǒng)控制的先進性和穩(wěn)定性；4RV減速機耐久測試平臺4.1機器人關(guān)鍵核心部件RV減速機的在高速應(yīng)用場景下其關(guān)鍵特性如精度、摩擦力、鐵粉濃度、噪聲等外特性，需采集數(shù)據(jù)；4.2測試平臺具備機器人基于真實應(yīng)用場景的壽命評價測試；4.3測試平臺，包含人機界面、運動控制器及驅(qū)動系統(tǒng)+D16；4.4平臺包含溫度及濕度控制系統(tǒng)；4.5數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集通道，個數(shù)和內(nèi)容靈活設(shè)置，默認(rèn)可設(shè)置反饋電流、反饋轉(zhuǎn)速、d軸電流、d軸電流瞬時值、U、V、W相電流等；多個通道必須同步采集，采樣頻率相同；4.6采樣頻率，靈活設(shè)置，默認(rèn)可設(shè)置為2560Hz；4.7采樣間隔，靈活設(shè)置，默認(rèn)可設(shè)置為24h；4.8采樣時段和觸發(fā)條件，采樣時段要能夠靈活設(shè)置，每次采樣時段相同；采樣時段若不好靈活設(shè)置，則默認(rèn)采集完整3個循環(huán)工況的數(shù)據(jù)；4.9每隔24h后并不一定在起始采集點，系統(tǒng)要自動識別到起始采集點再開始采集系統(tǒng)能夠保存至少1個月的數(shù)據(jù)；4.10系統(tǒng)要能夠方便移植，數(shù)據(jù)要能夠?qū)С鰜?，供算法研究，?dāng)機器人軌跡是隨機的，不是周期往復(fù)的時候，要能夠設(shè)定一條自檢軌跡，固定采集這條自檢軌跡的數(shù)據(jù)；4.11在線監(jiān)測系統(tǒng)

具備數(shù)據(jù)采集后監(jiān)測，快速采集20-60條正常狀態(tài)的數(shù)據(jù)，根據(jù)正常狀態(tài)數(shù)據(jù)計算參考狀態(tài)；采集一次數(shù)據(jù)，通過和參考狀態(tài)聯(lián)合運算，計算得到狀態(tài)指標(biāo)，通過狀態(tài)指標(biāo)和閾值進行對比，判斷是否有異常；4.12機器人數(shù)據(jù)采樣需具備多樣性；5平衡缸耐久測試與力矩監(jiān)控平臺5.1需具備平衡缸特性研究趨勢功能，研究彈簧平衡缸在實際產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景中彈力等關(guān)鍵特性的變化趨勢；5.2測試平臺需包含人機界面、運動控制器及驅(qū)動系統(tǒng)；5.3承載能力測試需通過施加不同代銷的負(fù)載來測試彈簧平衡缸的承載能力功能；5.4行程測試功能需具備檢測彈簧平衡缸的實際行程是否與設(shè)計要求的行程一致；5.5平臺測試彈簧平衡缸包括彈簧的補償力是否能夠平衡負(fù)載、是否能夠穩(wěn)定支撐負(fù)載等；5.6需具備壽命測試功能，測試彈簧平衡缸在長時間使用過程中的壽命和可靠性；5.7需具備環(huán)境適應(yīng)性測試功能，測試彈簧平衡缸在不同環(huán)境條件下的工作表現(xiàn)，如溫度變化、濕度變化環(huán)境等；5.8具備測試數(shù)據(jù)優(yōu)化功能，通過測試過程中的數(shù)據(jù)，對平衡缸進行不斷的迭代優(yōu)化調(diào)整，最后保證彈簧平衡缸達到高可靠性要求；5.9為保證具備有搭建測試監(jiān)控平臺的能力；5.10為提高機器人可靠性研究的檢測精度；5.11配置豐富的通信接口，支持通訊協(xié)議包括但不限于TCP/IP、ModbusTCP、Ethernet/IP、MC、EtherCAT,支持RS232/RS485、USB2.0等通訊接口，實現(xiàn)更高擴展性，支持機器人與系統(tǒng)間互聯(lián)互通；5.12支持多種控制方式：PC編程平臺控制、示教器控制、遠程IO控制、遠程Modbus控制、API控制；5.13具備機器人控制與調(diào)試功能；1）通過配置IP地址，可支持與不少于4個不同IP地址的機器人建立通信連接；2）支持機器人遠程控制功能，包括但不限于控制權(quán)、復(fù)位、啟動、暫停、停止、急停、使能；3）支持機器人遠程調(diào)試功能，支持點位示教、點位執(zhí)行、點位上傳的功能；6測試儀器6.1激光測距儀參照距離：30mm，測試范圍：±5mm；6.2激光測距儀光源需為紅色半導(dǎo)體激光；6.3激光測距儀波長不低于655mm(可見光)；6.4激光測距儀線性F.S.的誤差值不大于0.05%；6.5激光測距儀重復(fù)精度在±0.05um區(qū)間；6.6激光測距儀取樣率在20/50/100/200/500/1000us等；6.7LED顯示接近測量范圍中心，發(fā)綠色光在測量范圍內(nèi)發(fā)橙色光，在測量范圍外閃橙色光；6.8數(shù)據(jù)采集儀插槽主機具有內(nèi)置22bit位數(shù)字萬用表和8種開關(guān)及控制插入式模塊；6.9支持測量和轉(zhuǎn)換11種不同的輸入信號:溫度(熱電偶、RTD和熱敏電阻);直流/交流電壓、2線和4線電阻、頻率和周期;直流/交流電流；6.10具備1GbitLAN、USB(34972A)、GPIB和RS-232接口(34970A)，可輕松連接至您的PC；6.11支持圖形Web界面，通過點擊的方式執(zhí)行監(jiān)測和控制(34972A)；6.12內(nèi)含軟件可配置和控制測試、顯示測量結(jié)果以及收集數(shù)據(jù)，以便進行進一步分析；6.13非易失存儲器可存儲不低于5萬個讀數(shù)；6.14可支持提供多達96個矩陣交叉點或120個單端通道；6.15每個輸入通道的HI/LO告警極限值,以及4個TTL告警輸出；6.16具備原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶定義單位的標(biāo)度功能；6.17實時信號分析儀壓電加速度計，靈敏度約41mV/m·s-2，頻率范圍：1Hz～80Hz，支持48dB～158dB，64k字節(jié)的FLASHRAM可以保存128組測量結(jié)果，也可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到U盤中，240×160點陣LCD顯示器，有LED背光，具備數(shù)字信號處理技術(shù)，穩(wěn)定性強；6.18數(shù)顯式推拉力計峰值保持時間（1~